Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,15439.0.html
Дата изменения: Sun Apr 10 04:35:12 2016
Дата индексирования: Sun Apr 10 04:35:12 2016
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: белый карлик
Минимальная масса <b style="color:black;background-color:#ffff66">белых</b> <b style="color:black;background-color:#66ffff">карликов</b> - стр. 1 - Горизонты науки о Вселенной

A A A A Автор Тема: Минимальная масса белых карликов  (Прочитано 4117 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 075
  • Рейтинг: +291/-18
    • Записки Вики Воробьевой
Всем известно, что масса белых карликов не может превышать чандрасекаровский предел в 1,44 массы Солнца. Но вот интересно - ограничена ли эта масса снизу? Иначе говоря, есть ли минимально возможная масса белого карлика, ниже которой белый карлик уже не может существовать?
Понятно, что ответ зависит от химического состава белого карлика. Ограничим себя гелиевыми белыми карликами. Конкретно, может ли быть гелиевый белый карлик массой 0,2 массы Солнца? Сможет ли он образоваться за космологическое время? Вообще, чем может быть компактный объект массой 0,2 массы Солнца, кроме как звездой главной последовательности?

bob

  • Гость
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #1 : 18.04.2006 [10:11:52] »
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D0%BB%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D0%B0%D1%80%D0%BB%D0%B8%D0%BA
"...Таким образом, для белых карликов существует верхний предел массы (предел Чандрасекара). Интересно, что для наблюдаемых белых карликов существует и аналогичный нижний предел: поскольку скорость эволюции звезд пропорциональна их массе, то мы можем наблюдать как маломассивные белые карлики лишь остатки тех звезд, которые успели проэволюционировать за время от начального периода звездообразования Вселенной до наших дней..."
Авторы Википедии полагают, что нижний предел определяется только текущей эпохой эволюции. Большинство желтых и оранжевых карликов не дошли до стадии красного гиганта и БК. Так что нижний современный предел можно оценить около массы Солнца.
Вопрос. на самом деле, интересный - может ли звезда закончить эволюционный путь без образования БК вообще? Имхо, вполне возможно для звезд у предела Кумара (0,07М), близких к коричневым карликам, которые, как и планеты, вообще практически вечны.
« Последнее редактирование: 18.04.2006 [10:46:14] от bob »

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 075
  • Рейтинг: +291/-18
    • Записки Вики Воробьевой
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #2 : 18.04.2006 [10:37:32] »
Авторы Википедии полагают, что нижний предел определяется только текущей эпохой эволюции. Большинство желтых и оранжевых карликов не дошли до стадии красного гиганта и БК. Так что нижний предел можно оценить выше массы Солнца.

Насколько я понимаю, сейчас сходят с главной последовательности и превращаются в красные гиганты древние звезды гало с массой примерно 0,85 солнечных. После превращения в красный гигант у звезды резко увеличивается светимость и мощность звездного ветра, так что за время ее пребывания в стадии красного гиганта существенная часть массы звезды сдувается, образуя (или не образуя) планетарную туманность.
То есть получается, что масса получившегося белого карлика существенно меньше массы Солнца и примерно равна массе вырожденного ядра звезды. Я читала о белых карликах с массой 0,5 и 0,6 солнечной. Интересно, возможны ли БК еще меньшей массы?

bob

  • Гость
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #3 : 18.04.2006 [10:44:08] »
Термоядерная реакция не зря включается - она прекращает коллапс до БК. То есть, если звезда достигла звездной массы и реакция уже стабильно включилась, значит, БК не избежать. Но вот что делать с пограничными к пределу Кумара звездами, у которых эта реакция нестабильна и идет редкими вспышками? Возможно, они кончают как коричневые, а не белые карлики, сбросив небольшой излишек. Может быть ввести новый класс звезд по эволюционному признаку? :) Тут нужно Сурдина с Сергеем Поповым подключить. Вдруг им известны такие странные модельки? Мне - нет.

bob

  • Гость
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #4 : 18.04.2006 [10:47:52] »
Не исключено, что наши любимые "горячие юпитеры" - они и есть :)

Оффлайн vika vorobyevaАвтор темы

  • ASTRONOMY.RU
  • *****
  • Сообщений: 8 075
  • Рейтинг: +291/-18
    • Записки Вики Воробьевой
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #5 : 18.04.2006 [10:59:17] »
Не исключено, что наши любимые "горячие юпитеры" - они и есть :)

Наши любимые горячие юпитеры слишком легкие для термоядерных реакций :)
А вот тяжелые "коричневые карлики" (масса 0,065-0,075 масс Солнца) медленно сжигают литий (по Сурдину, на этом основан литиевый тест: звезда 0,08 масс Солнца сожжет 99% своего лития примерно за 100 тысяч лет, а коричневый карлик 0,065 масс Солнца сожжет 99% своего лития лишь за 10 миллиардов лет - таким образом легкий объект с линиями лития в спектре скорее всего является коричневым карликом).

На самом деле меня интересует хозяйская звезда планеты OGLE-05-390L b. Может ли она, при своей массе 0,22 солнечной, быть еще чем-то, кроме звезды главной последовательности?

Оффлайн Сергей Попов

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 8 908
  • Рейтинг: +338/-68
  • "..why the good God had opened up so many choices"
    • Персональная страница
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #6 : 18.04.2006 [11:17:08] »
Такие экзотические модели, о которых говорит Боб, мне неизвестны.

Если хочется почитать что-то серьезное про карлики, то рекомендую первый том книга Шапиро и Тьюколского "Черные дыры, белые карлики и нейтронные звезды".

Если говорить о реальных объектах, то нижний предел массы связан с конечностью возраста вселенной.

Если же говорить о теории, то полной ясности у меня нет.
Вырожденный электронный газ может существовать и в обычных условиях (например, в металлах), но его давление не будет определять устойчивость объекта.
Предположим, что мы берем облако холодного газа, и оно начинает сжиматься под действием собственной гравитации.
Если никакая другая сила не остановит сжатия до того момента, когда в центре на один электрон будет приходиться фазовый объем h^3, то возникнет аналог белого карлика (т.е. бурый карлик). По всей видимости, при меньших массах эстафету перехватит обычное давление газа (это, если бы сжимаем облако данной массы).
Предел, как я понимаю, будет зависеть от того, как вы охлаждете объект, образуется ли кристаллическая структура и т.д.

Что будет происходить, если мы возьмем бурый карлик, и будем потихоньку от него "откусывать" массы - мне не ясно. Т.е. ясно, что он будет расширяться.
Интуитивно казалось бы, вырождение должно сняться. Но вот формулы говорят мне о том, что нет.
Будет ли нижний предел в такой идеализированной ситуации с откусывание - мне не ясно.

Но есть еще т.н. "странные карлики" (см. работы Weber http://www-rohan.sdsu.edu/~fweber/ ) :)
" А если не нравится, как я излагаю -
Купи себе у Бога копирайт на русский язык."
                                      (БГ)

Оффлайн Сергей Попов

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 8 908
  • Рейтинг: +338/-68
  • "..why the good God had opened up so many choices"
    • Персональная страница
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #7 : 18.04.2006 [11:19:15] »
Не исключено, что наши любимые "горячие юпитеры" - они и есть :)

Наши любимые горячие юпитеры слишком легкие для термоядерных реакций :)
А вот тяжелые "коричневые карлики" (масса 0,065-0,075 масс Солнца) медленно сжигают литий (по Сурдину, на этом основан литиевый тест: звезда 0,08 масс Солнца сожжет 99% своего лития примерно за 100 тысяч лет, а коричневый карлик 0,065 масс Солнца сожжет 99% своего лития лишь за 10 миллиардов лет - таким образом легкий объект с линиями лития в спектре скорее всего является коричневым карликом).

На самом деле меня интересует хозяйская звезда планеты OGLE-05-390L b. Может ли она, при своей массе 0,22 солнечной, быть еще чем-то, кроме звезды главной последовательности?

Может быть белым карликом, кстати, на одном из сайтов такая вероятность упомянута.

Что касается данных по маломассивных карликам, то вам сюда http://arxiv.org/abs/astro-ph/0404291
" А если не нравится, как я излагаю -
Купи себе у Бога копирайт на русский язык."
                                      (БГ)

bob

  • Гость
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #8 : 18.04.2006 [11:21:47] »
Наши любимые горячие юпитеры слишком легкие для термоядерных реакций :)
Это сейчас. Всегда ли они были такими? Думаю - нет. Вообще, космос за последние пять миллиардов лет порядочно изменился. Ведь тогда и планеты земной группы излучали около 1000-2000К после аккреционного нагрева. А на современных коричневых кaрликах неплохо шли ядерные и даже термоядерные реакции. Так что "звезд" с тех пор изрядно поубавилось. А ведь любая нагретая планета могла изрядно газить звездным ветром, скидывая излишки массы.

bob

  • Гость
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #9 : 18.04.2006 [11:31:32] »
Такие экзотические модели, о которых говорит Боб, мне неизвестны.
Скорее всего, их и нет. Кажется, это действительно сейчас только в голову пришло, с подачи Вики :)
Cергей, а ведь действительно интересный вопрос. Берем нечто пограничное, очень близкое к пределу Кумара, где термоядерные реакции спорадичны, например вспыхивают, раз в столетие, и нет их. Энергетика явно не достаточна для фазы красного гиганта. То есть весь излишек уйдет просто диссипацией атмосферы без образования классической планетарки. И результат - "горячий юпитер", горячий даже вдали от звезды-партнера. Как-то раньше это не приходило в голову. Реально?
« Последнее редактирование: 18.04.2006 [11:47:06] от bob »

Оффлайн Сергей Попов

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 8 908
  • Рейтинг: +338/-68
  • "..why the good God had opened up so many choices"
    • Персональная страница
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #10 : 18.04.2006 [12:52:49] »
Поговорил за обедом с Костей Постновым на эту тему.
Он меня просветил.
Из статей порекомендовал Hamada, Salpeter (1961). Она в NASA ADS доступна.

В общем, все примерно, как я и писал.
По мере уменьшения массы и плотности станут важны кулоновские поправки. Т.е. основной вклад в давление будет вносить уже не вырожденный газ, хотя сам газ будет существовать. Предел будет зависеть от химического состава и т.п. "мелочей".

С другой стороны, Костя напомнил важный момент. Холодные белые карлики кристаллизуются. Т.е. ясно, что вклад кулоновской составляющей в давление вообще говоря не мал. Но все-таки для таких объектов вклад вырожденного газа таки важнее.


P.S. Не пропустите. У Постнова с Засовым в этом году учебник по общей астрофизики таки выйдет не слишком мелким тиражем!
" А если не нравится, как я излагаю -
Купи себе у Бога копирайт на русский язык."
                                      (БГ)

bob

  • Гость
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #11 : 18.04.2006 [13:31:58] »
Кстати, предел Кумара - штука не очень точная. Если на самом деле он не 0,07, а, скажем, 0,08, то любой маломассивный красный карлик может быть подозрителен на то, что он давно уже не красный, а остывает по этой схеме. :)
Еще интересно. В одной из книжек про нейтронные звезды за последние лет двадцать, видел оригинальное объяснение нетипичных барстеров без механизма НЗ. Сидит где-нибудь массивный коричневый карлик, на грани Кумара, невидимый нашими телескопами. И захотелось ему чуть-чуть вспыхнуть. На нем происходит единичный термоядерный взрыв. А так как его атмосфера для рентгена прозрачна, а для видимого диапазона не прозрачнее, чем на Юпитере, в оптике чисто. Дальше он еще миллиардик лет размышляет, вспыхнуть ему или не надо. А мы ломаем голову над природой мгновенной вспышки в пустоте. :)

bob

  • Гость
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #12 : 18.04.2006 [14:05:37] »
[Что касается данных по маломассивных карликам, то вам сюда http://arxiv.org/abs/astro-ph/0404291
Спасибо, Сергей. Интересный текст.

Оффлайн Пенелопа

  • *****
  • Сообщений: 11 863
  • Рейтинг: +55/-22
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #13 : 18.04.2006 [16:33:13] »

С другой стороны, Костя напомнил важный момент. Холодные белые карлики кристаллизуются. Т.е. ясно, что вклад кулоновской составляющей в давление вообще говоря не мал. Но все-таки для таких объектов вклад вырожденного газа таки важнее.
       То есть при достаточно высокой температуре (750К?) и  высокой плотности происходит фазовый переход.  А из какого состояния ?
И везде или только в центре.
 И еще будет ли в таком кристалле проходить  ядерная реакция синтеза?  Или это все- таки аморфное тело.
 В кристалле центры частиц только колеблятся  и я не могу представить себе как они слипаются.

Оффлайн Сергей Попов

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 8 908
  • Рейтинг: +338/-68
  • "..why the good God had opened up so many choices"
    • Персональная страница
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #14 : 18.04.2006 [16:39:35] »

С другой стороны, Костя напомнил важный момент. Холодные белые карлики кристаллизуются. Т.е. ясно, что вклад кулоновской составляющей в давление вообще говоря не мал. Но все-таки для таких объектов вклад вырожденного газа таки важнее.
       То есть при достаточно высокой температуре (750К?) и  высокой плотности происходит фазовый переход.  А из какого состояния ?
И везде или только в центре.
 И еще будет ли в таком кристалле проходить  ядерная реакция синтеза?  Или это все- таки аморфное тело.
 В кристалле центры частиц только колеблятся  и я не могу представить себе как они слипаются.


Реакций нет. В карликах вроде их как вообще нет.
В нейтронных звездах бывают пикноядреные реакции. Если вам по специальности близко, то будет любопытно astro-ph/0501653

Кристаллизуются они при существенно более высокой температуре 
http://arxiv.org/abs/astro-ph/9905332

Извините, что ссылками отбился :(
" А если не нравится, как я излагаю -
Купи себе у Бога копирайт на русский язык."
                                      (БГ)

Оффлайн Пенелопа

  • *****
  • Сообщений: 11 863
  • Рейтинг: +55/-22
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #15 : 18.04.2006 [17:22:50] »
Цитировать
Извините, что ссылками отбился
Да нет, как раз хорошо - и Вы ответили на тот вопрос, что меня так смущал. Просто когда встречаешь, что то отчасти  знакомое сразу как-то много  не понятно. Вот с черными  дырами все понятно   ;).
Только вот, что такое
astro-ph/0501653 ?
« Последнее редактирование: 18.04.2006 [17:26:02] от Пенелопа »

Оффлайн Stepa

  • *****
  • Сообщений: 1 983
  • Рейтинг: +54/-10
  • Мне нравится этот форум!
We must hang together or we all shall hang separately

Оффлайн Сергей Попов

  • Обозреватель
  • *****
  • Сообщений: 8 908
  • Рейтинг: +338/-68
  • "..why the good God had opened up so many choices"
    • Персональная страница
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #17 : 19.04.2006 [08:18:36] »
Еще про белые карлики.
Самое свежее :)
Дается важная наблюдательная сводка и обсуждаются странные карлики.

astro-ph/0604366 [abs, ps, pdf, other] :
    Title: Analysis of White Dwarfs with Strange-Matter Cores
    Authors: G. J. Mathews, I.-S. Suh, B. O'Gorman, N. Q. Lan, W. Zech, K. Otsuki, F. Weber
    Comments: 11 pages, 6 figures, accepted for publication in J. Phys. G: Nucl. Part. Phys

    We summarize masses and radii for a number of white dwarfs as deduced from a combination of proper motion studies, Hipparcos parallax distances, effective temperatures, and binary or spectroscopic masses. A puzzling feature of these data is that some stars appear to have radii which are significantly smaller than that expected for a standard electron-degenerate white-dwarf equations of state. We construct a projection of white-dwarf radii for fixed effective mass and conclude that there is at least marginal evidence for bimodality in the radius distribution forwhite dwarfs. We argue that if such compact white dwarfs exist it is unlikely that they contain an iron core. We propose an alternative of strange-quark matter within the white-dwarf core. We also discuss the impact of the so-called color-flavor locked (CFL) state in strange-matter core associated with color superconductivity. We show that the data exhibit several features consistent with the expected mass-radius relation of strange dwarfs. We identify eight nearby white dwarfs which are possible candidates for strange matter cores and suggest observational tests of this hypothesis.
" А если не нравится, как я излагаю -
Купи себе у Бога копирайт на русский язык."
                                      (БГ)

Оффлайн Шкот

  • ***
  • Сообщений: 238
  • Рейтинг: +1/-0
  • Дорогу осилит идущий,а не созерцающий ее, человек.
    • Абсолютная  Скорость.
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #18 : 10.12.2006 [10:26:39] »
 
Луч от звезды, проходя возле края Солнца, отклоняется под действием его гравитационного
поля на 1.74 угловых секунды.  На какой угол отклонится луч звезды в гравитационном поле
белого карлика Сириус В ?    Возможно кто осмелится расчитать этот угол ? !!!  По имеющимся
у меня старым данным его радиус равен 19 000  километров,  а плотность в 30 000 раз больше
плотности воды. Методику расчета желательно обнародовать.   Авторство гарантировано !!!.
"Не говорите о том, что Вы знаете "проблему", если не сможете
объяснить ее первому встречному на улице."  [ 18 век ]
С уважением   Shkot.   UR5RNE  73  SK.  http://absolyt.3nx.ru

Борислав

  • Гость
Re: Минимальная масса белых карликов
« Ответ #19 : 10.12.2006 [10:34:22] »
Еще про белые карлики с минимальной массой
http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,20842.msg397342.html#msg397342
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0611498